基于BIM技術的建筑設備軟件開發研究

鮑玲玲　趙志安

摘要：隨著建筑結構的日趨復雜，對設備的功能要求不斷提升，如何協調設備管道之間以及設備與建筑、結構之間的排布，一直困擾著設計和施工管理人員。同時無法獲取足夠的建筑信息，從而造成設計過程中設備設計人員數據輸入工作量大、準確率低，設計效率低等現狀。通過全面分析系統架構、數據標準、數據組織、交互方式、數據訪問與管理、數據交換、協同設計方式等特點，建立基于BIM技術的暖通、空調、給排水3DCAD模型，創建擁有全生命周期的建筑、結構和設備設計協同工作平臺，探討了相關的實現技術。

關鍵詞：BIM技術，設備軟件，協調機制，全生命周期

基金項目：“十二五”國家科技支撐計劃項目—基于建筑信息模型綜合規劃設計技術研發應用（2012BAJ09B04）

1 前言

所謂BIM技術，即Building Information Modeling建筑信息模型技術。集幾何圖形和設計、計算及其相關信息兼備的數字化三維模型。建立跨專業的動態設計關聯；做到一次修改，處處更新。提供強大的信息平臺，使各種數字化的分析、模擬比較，以及自動圖形輸出成為可能[1]。

建立基于建筑信息模型的設備設計軟件系統框架和數據架構，能夠在不同設計階段、設備系列不同設計計算軟件（暖通空調設計、建筑給排水和電氣設計計算軟件）之間，實現數據共享，避免數據的不一致，減少二次輸入，提高設計效率和設計質量。研究與應用智能化、可視化、模型設計、協同等技術，創建建筑、結構和設備設計協同工作平臺；積極推進協同設計技術的普及應用，通過協同設計技術改變工程設計的溝通方式，減少“錯、漏、碰、缺”等錯誤的發生，提高設計產品質量。針對實現設備各個專業之間的信息充分互用，提高信息的復用率，從而達到降低設計和管理成本，提高設計和生產效率[2]。

2 建立BIM軟件的協同機制

BIM帶來的是激動人心的技術沖擊，而更加值得注意的是BIM技術與協同設計技術將成為互相依賴、密不可分的整體。協同是BIM的核心概念，同一構件元素，只需輸入一次，各工種共享元素數據并于不同的專業角度操作該構件元素。從這個意義上說，協同已經不再是簡單的文件參照。可以說BIM技術將為未來協同設計提供底層支撐，大幅提升協同設計的技術含量。BIM帶來的不僅是技術，也將是新的工作流及新的行業慣例。

未來的協同設計，將不再是單純意義上的設計交流、組織及管理手段，它將與BIM融合，成為設計手段本身的一部分。借助于BIM的技術優勢，協同的范疇也將從單純的設計階段擴展到建筑全生命周期，需要設計、施工、運營、維護等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效率的大幅提升[3]。

3 軟件操作和圖形平臺

如果想要進一步提高設備軟件的競爭力，就要建立三維的圖形平臺。因為很多用戶采用AutoCAD進行二維圖紙的繪制，如果能夠成功地將用戶二維圖紙成功轉化為三維效果圖，更方便設計人員直觀地了解管網和設備的空間布置情況，能及時進行管網和設備的碰撞檢查。

采用3D的圖形平臺，不僅能夠吸引設計單位的用戶，同時吸引一些施工單位的新用戶。設備軟件特點包括管網復雜，設備多，尤其設計人員畫好二維的CAD圖紙，能夠轉換成三維圖，首先檢查自己的設計是否合理，同時很方便施工單位查看設計效果，能夠及時、有效地和施工單位進行溝通，提高效率。同時還可以增加施工單位新用戶，在施工過程中，施工人員有時看不太懂平面圖或是理解有誤，容易造成施工單位的時間和工程損失，因此施工單位需要購買軟件，有效地避免損失，提高效率。

4 加強碰撞檢查

在當今設計工程中，在大型公建中設備專業投資已占總工程投資的1/3以上，在設計階段，分析計算，管道碰撞檢查等越來越引起設計者和施工者的關注，在全生命周期內，運行維護管理也是以設備專業為主，包括設備運行能耗監測，設備運行狀況管理。結合平臺和建筑軟件的發展，開展設備軟件深層次的開發。

5 改進了傳統數據庫的管理功能

基于關系型數據庫的設備信息管理平臺主要收錄二維圖紙、文字與照片。同一數據庫的各類數據之間、不同的管理層級數據庫之間、設計變更與數據庫之間、設備維修更新設計與數據庫之間均存在著嚴重的“信息孤島”現象。這種二維、靜態、孤立的數據系統從根本上無法實現設備BIM全生命周期管理所需的設備專業設計、設計變更、竣工信息和管理信息的時時更新等功能[4]。

BIM 技術通過統一的三維數據模型，為相關數據建立了豐富的關系數據表，將如上三類信息有機整合在幾何模型與構件屬性之中，為比對數據、生成明細表、提取構件等查詢分析活動建立有效的方式，同時，借助用戶的人性化參數實時輸入和更新功能，真正實現數據管理及成果表達向三維、動態、交互式的轉變。

6 增加多聯機

多聯機是最近幾年發展起來的一種新型中央空調系統，具有節能、舒適、控制靈活等特點，可滿足不同規模建筑物的要求。

多聯機模塊：可完成圖紙繪制及系統計算，提供室內、外機數據庫的維護和擴充功能。目前庫中有大金、海爾、美的、海信、日立等廠家的常用系列及產品類型，并鏈接有產品實際照片，方便用戶選取。應該建立多聯機模塊，而且數據庫中需要更多的產品類別，才能提高市場競爭力。

7 形成完整的生命周期管理平臺

3維BIM 系統則可實現建筑和設備各類構件的更新管理與其他非幾何信息的植入，二者結合可從全方位對于建筑設備信息進行集成，實現數據、用戶界面、應用程序和模擬計算的有效結合，使建筑內暖通空調、給排水和電器專業的管理可預測、可協作、可視化、可分析，并與數字管理相銜接。不僅可為建筑內設備的監控、維修、更新、記錄研究服務，對于建筑物冷暖負荷、水力計算等模擬結果和能效分析的可視化提供了可能[5]。

8 結論

集成主要暖通空調、建筑給排水和電氣設計軟件，同時創建擁有全生命周期的建筑、結構和設備設計協同工作平臺；能夠提升設計人員的工作效率，專心于方案設計，而不是繪圖。提高準確性，實現建筑節能設計，輕松完成協調工作，讓所有項目參數者，如設計人員、施工管理人員和項目維護人員進行無障礙的溝通，能夠將有關項目信息進行連續積累，避免遺漏和丟失。實現設備各個專業之間的信息充分互用，提高信息的復用率，從而達到降低設計和管理成本，提高設計和生產效率。

參考文獻

[1] 邱相武， 趙志安， 邱勇云. 基于BIM技術的建筑節能設計軟件開發研究[J].建筑科學， 2012 （06）： 24-28

[2] 邱勇云， 邱相武， 趙志安. 基于BIM的暖通3D CAD開發研究[J].暖通空調， 2011 （04）： 65-68

[3] 趙志安. 基于BIM概念的管道綜合碰撞檢查軟件[A]；BIM與工程建設信息化——第三屆工程建設計算機應用創新論壇論文集[C]， 2011年

[4] 羅智星，謝棟.基于BIM技術的建筑可持續性設計應用研究[J]. 建筑與文化， 2010年02期

[5] 過俊. BIM在國內建筑全生命周期的典型應用[J]. 建筑技藝， 2011年Z1期